Композиція для обробки бурової промивальної рідини

Реферат: Композиція для обробки бурових промивальних рідин містить Премікс О, Премікс D, як реагентстабілізатор - КССБ-МТ та Праестол-2530, Лабрикол, антиферментатор М-І Cide, РВ-СМ, хлорид кальцію (СаСl2), хлорид калію (KСl), гідроксид кальцію Са(ОН)2, жиринокс та воду. UA 104437 U (12) UA 104437 U UA 104437 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до будівництва нафтових і газових свердловин, а саме до композицій для обробки бурових промивальних рідин (БПР). 8 Відома безглиниста промивальна рідина (А. с. СРСР № 1084284, МПК С09K 7/02, бюл. № 13, 1984 p.), що містить, мас. %: рідке скло - 4,0-8,0; вуглелужний реагент - 18,0-20,0; співполімер акриламіду і акрилової кислоти (1:10) - 0,05-0,1; вода - решта. Недоліком бурової промивальної рідини є негативний вплив на фільтраційні властивості порід-колекторів внаслідок взаємодії силікатного розчину або його фільтрату з пластовими водами, що містять солі полівалентних металів, із гірськими породами, в обмінному комплексі яких містяться кальцій і магній, а також з відкладенням солей полівалентних металів у порах пласта. Найбільш близьким до композиції для обробки бурової промивальної рідини, що 3 заявляється, є безглинистий буровий розчин (А. с. СРСР № 899623, МПК С09K 7/02, бюл. № 3, 1982 p.), що містить, мас. %: сірчанокисле залізо - 5,0-40,0; вапно - 3,0-10,0; бітум - 0,5-5,0; реагент-стабілізатор (КССБ або модифікований крохмаль) - 2,0-15,0; вода - решта. Недоліком бурового розчину є підвищені фільтраційні, незадовільні антиспінюючі властивості, а також він характеризується недостатньою технологічністю рецептури, що ускладнює процес приготування та регулювання технологічних параметрів бурової промивальної рідини безпосередньо на свердловині. В основу корисної моделі поставлено задачу створити композицію для обробки бурової промивальної рідини з покращеними гідрофобізуючими, фільтраційними, антиспінюючими, змащувальними, інгібуючими, а також закріплюючими властивостями (стабілізації мікротріщин), за рахунок додавання нових компонентів БПР з одночасним покращанням технологічності приготування (оброблення бурової промивальної рідини). Поставлена задача вирішується тим, що композиція для обробки бурових промивальних рідини, що включає органоколоїд (бітум), гідроксид кальцію Са(ОН) 2, реагент-стабілізатор та воду, як органоколоїд містить Премікс О, як реагент-стабілізатор - КССБ-МТ та Праестол-2530, додатково містить Премікс D, жиринокс, Лабрикол, антиферментатор М-І Cide, хлорид кальцію (СаСl2), хлорид калію (KСl), РВ-СМ при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Премікс О 1,5-1,8 Праестол-2530 0,05-0,1 Премікс D 0,01-0,02 Лабрикол 3,0-3,5 антиферментатор М - І Cide 0,010-0,015 РВ - СМ 3,0-3,5 хлорид кальцію (СаСl2) 0,1-0,2 хлорид калію (KСl) 3,5-5,0 гідроксид кальцію (Са(ОН)2) 0,1-0,2 КССБ - МТ 7,0-10,0 жиринокс 0,2-0,25 вода решта. Сукупність суттєвих ознак корисної моделі дозволяє вирішити поставлену задачу. За рахунок додавання до композиції Преміксу О, виготовленого згідно з ТУ У 20.5-38991834002, досягають покращення фільтраційної кірки, запобігання гідратації вибурених порід, закріплення (блокування) пор і мікротріщин порід (стабілізації стінок свердловини). Антиферментатор М-І Cide - продукт компанії М-І Drilling Fluids (США), виготовлений згідно зі стандартом АНІ. Реагент є 50 % водним розчином гідроксіетилтріазину і призначений для попередження бактеріального розкладу органічних компонентів бурових промивальних рідин на водній основі. РВ-СМ - розріджувач високотемпературний солестійкий, виготовляється згідно з ТУ У 24.632028975-004. Основне призначення - зниження в'язкості, статичного напруження зсуву (СНЗ) прісних і мінералізованих бурових промивальних рідин. Хлорид калію (KСl), що виготовляють згідно з ГОСТ 4568, застосовують як інгібітор внутрішньо-кристалічного набухання глинистих порід, схильних до осипів і обвалів. Лабрикол виготовляють згідно з ТУ У 24.6-32028975-001 на основі продуктів рослинного походження з додаванням сульфатного мила. За рахунок додавання до складу композиції Лабриколу відбувається покращення змащувальних властивостей БПР і зменшення коефіцієнта тертя кірки (КТК). Премікс D виготовляють згідно з ТУ У 20.5-38991834-002. Його ефективно використовують у процесах, які супроводжуються надмірним або середнім піноутворенням. Він також запобігає надлишковому піноутворенню при попередньому додаванні у рецептуру бурової промивальної 1 UA 104437 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рідини. Тобто, додавання Преміксу D до композиції для обробки БПР призводить до деаерації бурової промивальної рідини, що забезпечує стабільність її основних показників. Гідроксид кальцію (Са(ОН)2) - інгібітор гідратації і набухання глин - це продукт випалювання карбонатних порід або суміш цього продукту з мінеральними добавками. Виготовляють згідно з ДСТУ Б В.2.7-90. КССБ-МТ - продукт поліконденсації лігносульфонатів технічних з формаліном та карбамідом у кислому середовищі - виготовляють згідно з ТУ У 24.6-32374539-003:2005. Має кращі властивості як стабілізатор бурових промивальних рідин порівняно з КССБ, регулює їх структурно-реологічні показники. Праестол-2530 - аніонний полімер, одержаний шляхом співполімеризації акриламіду і аніонного співмономеру на основі акрилової кислоти, є флокулянтом вибуреної гірської породи і одночасно регулює показник фільтрації. Виготовляють згідно з ТУ 2216-001-40910172-98. Жиринокс - продукт оксіетилювання тваринних жирів, добре розчинний в етанолі, метанолі, ацетоні, бензині. У воді утворює емульсію. Застосовують як реагент-емульгатор вуглеводневої складової БПР. Виготовляють згідно з ТУ 24.5-30769698-002. Хлорид кальцію (СаСl2) одержують під час виробництва кальцинованої соди, випускають згідно з ГОСТ 450 і застосовують як інгібітор гідратації і набухання глинистих порід. Композицію для обробки бурових промивальних рідини готують наступним чином. Товарні компоненти суміші подають у запропонованому співвідношенні у спеціалізований вузол змішування до отримання однорідної суміші, яку готують у такій послідовності при перемішуванні: спочатку у воду додають антиферментатор М-І Cide, Премікс D, потім Праестол2530, КССБ-МТ, РВ-СМ, жиринокс, Премікс О, Лабрикол. В кінці до суміші додають інгібітори (хлориди калію і кальцію, гідроксид кальцію). Після додавання кожного компонента суміш ретельно перемішують протягом 3-35 хв. Для випробування запропонованої композиції взято пробу малоглинистої рідини зі свердловини Долинської площі, відібраної під час приготування бурової промивальної рідини. Після вимірювання її основних показників у пробу додають запропоновану композицію для обробки бурової промивальної рідини. У таблиці 1 наведено склад і властивості бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції порівняно з рідиною за прототипом. За результатами проведеного контрольного аналізу проба заготовленої малоглинистої рідини із Долинської площі характеризується підвищеними фільтраційними та низькими інгібуючими, деаеруючими, гідрофобізуючими показниками (табл. 1, дослід 1). Вміст Праестол-2530 від 0,05 до 0,1 мас. % забезпечує флокулюючі властивості на достатньому технологічному рівні. Зменшення його концентрації менше 0,05 % не дозволяє в комбінації з реагентом КССБ-МТ забезпечити необхідний рівень стабілізації промивальної рідини, а збільшення більше 0,1 мас. % є нетехнологічним з огляду на інтенсивну коагуляцію рідини. В даному випадку необхідна концентрація КССБ-МТ становить 7,0-10,0 мас %. Концентрацію Преміксу D 0,01 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що при використанні меншої кількості в даній системі не повною мірою забезпечується попередження аерації створеної композиції. Концентрація Преміксу D, більша ніж 0,02 мас. %, призводить до нераціонального використання реагенту, тому оптимальна концентрація Преміксу D становить 0,01-0,02 мас %. Концентрацію змащувальної домішки Лабрикол 3,0 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що підвищення показника КТК вище 0,10 в окремих випадках може призвести до ускладнень у свердловині. Збільшувати концентрацію змащувальної домішки Лабрикол вище 3,5 мас. % економічно недоцільно. Концентрація РВ-СМ у межах 3,0-3,5 мас. % достатня для регулювання структурнореологічних показників. Такі межі РВ-СМ у запропонованій композиції дозволяють оперативно коригувати параметри БПР навіть тоді, коли збільшується проходка і, відповідно, перехід вибуреної породи в БПР. Менше 0,1 % хлориду кальцію (СаСl2) послаблює інгібуючі характеристики, а додавання більше 0,2 % призводить до збільшення витрат реагентів-стабілізаторів і/або може сприяти висолюванню окремих компонентів. Вміст хлориду кальцію в кількості від 0,1 % до 0,2 мас. % є оптимальним для забезпечення блокування переходу активної вибуреної породи у бурову промивальну рідину. Концентрацію антиферментатора М-І Cide для забезпечення стійкості бурової промивальної рідини до бактеріального забруднення використовують у межах від 0,010 до 0,015 мас. %. Концентрація KСl в межах від 3,5 до 5,0 мас. % разом із Преміксом О 1,5-1,8 мас % забезпечують задовільні інгібуючі властивості бурової промивальної рідини. При використанні 2 UA 104437 U 5 10 15 20 25 30 35 40 добавки Премікс О в кількості від 1,5 до 1,8 мас. % відбувається блокування переходу активної вибуреної породи у бурову промивальну рідину. Менше 0,2 % жириноксу призводить до недостатнього емульгування вуглеводневої фази в даній системі, а додавання більше 0,25 % призводить до його перевитрат. Вміст жириноксу в кількості від 0,2 % до 0,25 % є оптимальним для емульгування вуглеводневої фази - наданні БПР гідрофобізуючого ефекту. Для регулювання водневого показника (рН) БПР у необхідних межах концентрацію гідроксиду кальцію Са(ОН)2 (згідно з лабораторними дослідженнями) необхідно підтримувати у межах 0,1-0,2 мас. %. Приклад приготування БПР із використанням запропонованої композиції для обробки бурової промивальної рідини (табл.1, дослід 13). У першу посудину набирають 500 мл малоглинистої рідини і перемішують протягом 10 хв. Запропоновану композицію готують в другій посудині таким чином: спочатку до 160 мл води додають 0,03 г антиферментатора М-І Cide, 0,04 г Преміксу D (перемішують протягом 3 хв.), додають 0,2 г Праестол-2530 (перемішують протягом 20 хв.), потім 20 г КССБ-МТ та 7 г РВ-СМ (після перемішування протягом 35 хв.), додають з одночасним перемішуванням протягом 15 хв. 0,5 г жириноксу і 3,6 г Преміксу О. Після розчинення Преміксу О додають 7 г Лабриколу, після чого доводять об'єм композиції водою до 200 мл. Через 30 хв. її перемішування до малоглинистої рідини, що у першій посудині, додають 4 % приготовленої композиції із другої посудини. Потім до малоглинистої рідини, обробленої композицією для обробки бурової промивальної рідини, додають 0,2 % гідроксиду кальцію (Са(ОН) 2) + 5 % хлориду калію (KСl) + 0,2 % хлориду кальцію і перемішують 7 хв. Додатково обробляють БПР заготовленою композицією для обробки бурової промивальної рідини у кількості 5 % від загального об'єму. Одержують такі параметри бурової промивальної рідини: умовна в'язкість - 38 с, показник 3 фільтрації - 2,5 см /30 хв., СНЗ1/10 - 13/46 дПа, рН-10,2, К - 0,5 мм, КТК - 0,05. Моделювання, приготування та регулювання параметрів бурової промивальної рідини проводили в лабораторних умовах із застосуванням стандартного обладнання і методик. З наведених прикладів приготування та застосування композиції для обробки бурової промивальної рідини і даних таблиці 1 видно, що параметри регулюються у технологічно необхідних межах без перевитрати реагентів. Досягнуто задовільних фільтраційних, гідрофобізуючих, деаеруючих, змащувальних та високих інгібуючих показників БПР із застосуванням запропонованої композиції порівняно з рідиною за прототипом (табл. 1, дослід 14). У таблиці 2 наведено результати дослідження бурової промивальної рідини зі свердловини Долинського родовища, приготовленої у промислових умовах із застосуванням запропонованої композиції. Показано, що одержані показники БПР відповідають проектним значенням. Таким чином, використання запропонованої композиції для обробки бурової промивальної рідини дозволяє досягти технічного результату: створення композиції з покращеними гідрофобізуючими, фільтраційними, антиспінюючими, а також змащувальними та інгібуючими властивостями за рахунок додавання нових компонентів БПР з одночасним покращанням технологічності приготування та оброблення бурової промивальної рідини. Отримані підвищені закріплюючі властивості сприяють стабілізації мікротріщин, як природних, так і тих, що утворились внаслідок поглиблення свердловин у нестійких, здатних до осипання, відкладах. 3 UA 104437 U Таблиця 1 Склад і властивості бурової промивальної рідини із застосуванням розробленої композиції Склад бурової промивальної рідини, мас. % Властивості бурової промивальної рідини НоПри t=21 °C При t = 50 °C мер ПреПраесПреМ-І РВ- Лабри- КССБ ЖириФ, СНЗ СНЗ Ф, дос- мікс толмікс т, η, η, , , 3 3 Cide СМ кол -МТ нокс см /30 1/10, рН 1/10, см /30 ліду О 2530 D с мПа·с дПа мПа·с дПа хв дПа дПа хв Малоглиниста рідина з компонентним ) 1 складом (ПБМБ * Na2CO3, КМЦ, крейда, 60 6 62 11,0 27/61 10,5 мікрокальцит) композиція технологічна у приготуванні в умовах 2 1,5 0,010 0,05 3,0 3,0 7,0 0,2 0,01 свердловини № 1+4 % композиції за складом 3 50 12 58 5,0 18/48 10,4 приготування № 2 4 №3+0,1 % Са(ОН)2 38 9 48 5,5 16/42 10,6 28/78 12 88 5,5 5 № 4+3,5 % KСl 62 31 68 6,0 11/25 10,5 6 №5+0,1 % СаСl2 64 28 85 6,0 13/33 10,3 № 6+5 % композиції за складом 7 45 11 79 3,0 15/46 10,2 29/96 16 98 3,5 приготування № 2 композиція технологічна у приготуванні в умовах 8 1,8 0,015 0,1 3,5 3,5 10,0 0,25 0,02 свердловини № 1+4 % композиції за складом 9 49 9 51 4,0 15/47 10,4 приготування № 8 10 № 9+0,2 % Са(ОН)2 30 9 48 4,5 11/44 10,6 24/81 11 92